PROTÓTIPO DE GERADOR ELÉTRICO PARA VEÍCULO BAJA

Resumo

A demanda por eletricidade em veículos automotores cresce juntamente com a tecnologia empregada. Cada vez mais aparatos elétricos são utilizados em veículos, desde sistemas de apoio ao veiculo até entretenimento para os ocupantes. Com os veículos de competição baja SAE - Sociedade dos Engenheiros da Mobilidade não é diferente, além das exigências do regulamento como: luz de freio sempre funcional mesmo com os sistemas corta-corrente acionados e luz de marcha ré acompanhada de sirene, outras tecnologias têm sido empregadas como: velocímetro, tacômetro, faróis, indicadores e advertências ao piloto entre outros. Todos estes dispositivos demandam energia elétrica que até então é oriunda de uma única bateria. A mesma também limitada pelo regulamento não deve possuir mais que 10 Ampére/hora de capacidade. Alimentar todos estes sistemas durante 4 horas é a prova de maior duração da competição demandando uma bateria com capacidade de suprir todo o sistema, além de o próprio sistema ser dimensionado de forma a não consumir muita energia para não demandar mais que 10 Ah no período da prova. A fim de dar mais liberdade ao sistema elétrico e exigir menos da bateira foi projetado um gerador de energia elétrica para funcionar em conjunto com o motor semelhantemente a um carro comum, porém, não acionado por correia e sim fazendo uso do campo magnético mantido pelo imã permanente já existente no volante do motor, imã este responsável pela centelha de ignição do motor. Ao longo do movimento do volante do motor, em determinando ponto, um estator faz uso do campo magnético do imã para produzir tensão suficiente para gerar uma centelha na vela de ignição, no resto do movimento do volante, o imã esta “sem uso”, então o gerador utiliza esta faixa de movimento para produzir a eletricidade. O gerador consiste de 6 bobinas circulares de fio de cobre com 400 espiras de fio 0.22 mm² com núcleo de ferro, dispostas lado a lado umas das outras ao longo da capa de proteção do volante, que além de não influenciar no sistema de ignição estão posicionadas abaixo da ventoinha de ar forçado fixada ao volante, peça essa original do motor, o que ajuda a manter baixa a temperatura das bobinas. Ainda que o fio de 0.22 mm² suporte corrente de até 400 mAh, as bobinas foram dimensionadas para gerar corrente na ordem de 100 mAh cada uma e com uma tensão de até 14 VDC após retificada a corrente. Um sistema regulador garante que a tensão de saída não ultrapasse o valor ideal da bateria utilizada, neste caso 12,6 V, para isso o regulador retifica a tensão de cada bobina individualmente para evitar realimentação entre as bobinas, após a tensão retificada todas as 6 tensões são associadas em paralelo, a fim de aproveitar o máximo de corrente possível, visto que a tensão desejada já foi alcançada. Após a construção e as medições, os teste apontaram uma corrente de 68 mAh na bobina com pior caso e 140 mAh na bobina de melhor caso, considerando este valor a uma rotação de 2500 RPM do motor, rotação que corresponde na média de rotação do motor durante as provas. Com os valores reais mensurados de 12,6 V de tensão máxima e de 400 mAh de corrente, é possível então reduzir a capacidade da bateria, visto que o consumo máximo do veículo atualmente é de 800 mAh, assim sendo, é possível reduzir pela metade a capacidade da bateria sem perder a capacidade geral do sistema elétrico, além de não precisar mais de um carregador externo ao veículo para manter a bateria sempre carregada.